自動化生產線中關鍵設備的預維護策略研究

范迪

（北京睿誠融信科技有限公司，北京 100085）

自動化生產線中關鍵設備的預維護，需根據關鍵設備的故障發生規律和特點，提前開展維護工作，制定完善的預維護方案計劃，保證各項工作的良好開展，預防關鍵設備故障問題的發生，延長設備的使用壽命，提高設備應用的穩定性和可靠性，為自動化生產線的良好生產夯實基礎。

1 自動化生產線中關鍵設備的預維護重要作用

自動化生產線中，關鍵設備是由很多子系統所組合而成，傳統維護工作中，雖然能夠確保維護的效果，但是不能精確性進行維護策略可靠性的計算，難以按照不同設備之間的情況科學合理開展維護工作，導致維護的效果降低，不能有效地進行關鍵設備故障問題的預防。而在采用預維護方式的過程中，就能夠切實根據不同關鍵設備的特點和情況，制定健全且優化的預維護方案，通過周期性預維護、延時性預維護方式，提高整體的維護工作可靠性和有效性，從根本層面預防故障問題的發生，不僅能夠保證各類關鍵設備的良好運行，還能避免因為關鍵設備發生故障問題，對正常的生產造成影響，確保自動化生產線的穩定性。由此可見，自動化生產線中關鍵設備的預維護，具有一定的重要意義和作用，相關部門應根據關鍵設備的特點和情況，完善預維護的工作體系和機制，提升整體的預維護工作效果。

2 自動化生產線中關鍵設備的預維護策略

2.1 制定完善工作方案

企業在自動化生產線關鍵設備維護工作中，應制定完善的預維護工作方案，利用健全的方案提升各項工作的可靠性和有效性。（1）為提升自動化生產線內關鍵設備的預維護效果，在選擇預維護策略的過程中，需要明確維護工作的時間點和持續性的時間長度，對關鍵設備的可靠性和狀態進行評價，如果關鍵設備受損次數達到極限或是使用壽命達到極限，就應對設備進行更新，有效進行設備的優化，如果關鍵設備有一定的應用價值，就需要制定相應的預維護方案，將設備運行時間和維護時間分開，對預維護的成本進行計算，全面考慮關鍵設備的預算，分析零部件更換的成本，選擇成本較低且應用效果較高的預防性維護措施，例如，在制定工作方案的過程中，將關鍵設備故障問題和周期性預防維護措施有機整合，開發預維護的模型，降低維護工作時間和成本，同時需要注意，預維護工作并非萬能，可能會存在不足之處，所以，應根據自動化生產線中關鍵設備的各個子系統特點，分別進行每個子系統可靠性的計算，不能簡單進行某個單機設備的維護，應進行自動化生產線中各個關鍵設備的串聯維護，編制系統化和全面性的預維護計劃，提升工作的可靠性。（2）在制定預維護工作方案的過程中，相關維護工作人員也可將關鍵設備最佳維護時間和周期性維護規劃相結合，準確計算一定時間段內自動化生產線的關鍵設備預維護最佳策略，按照生產計劃的情況，明確預維護的有效區間，在區間范圍內制定周期性的預維護方案，同時，需要對自動化生產線的平均可靠度進行計算，構建預維護成本的優化模型，明確關鍵設備預維護的最佳次數，通過維護次數進行維護間隔時間和維護總體時間的計算，最終獲得非常完善且優化的預維護計劃，為預防性維護工作的有效開展提供支持。

2.2 編制周期性維護計劃

自動化生產線的關鍵設備預先維護工作中，需編制周期性的維護計劃，利用周期性的預維護措施，提升整體的工作效果。

（1）采用威布爾函數進行可靠性分析。要想確保能夠合理設定自動化生產線中各類關鍵設備的周期性預先維護計劃方案，就應綜合進行關鍵設備回退、退化的分析，構建多次防御性設備維護可靠性分析模型，然后在計算維修成本的過程中，將設備維修期間的訂單延誤、生產損失等融入其中，通過歸回曲線的形式進行設備預維護總體時間的預測。在此期間，可采用威布爾函數計算方式進行設備可靠性的分析，主要因為可靠性的計算能夠明確設備退化的類型，了解設備退化的特點和情況，例如，采用威布爾分布函數將關鍵設備退化的層次表達出來，設置不同的字母，表示不同的數據值，確保能夠通過合理的計算分析，明確各個關鍵設備的故障發生率、故障發生特點和情況等，按照設備可靠性的分析結果，明確關鍵設備的可靠性、故障率關系，了解設備的退化情況、運行時間，從而準確進行周期性預先維護計劃的設置。

（2）合理進行周期性預防維護的優化。自動化生產線中關鍵設備周期性維護的過程中，應按照關鍵設備的可靠性情況和運行情況，科學合理地進行周期性預防維護工作的優化，考慮到關鍵設備運行期間，可能會受到不確定性因素的影響，出現可靠性的變化，但是并非代表設備可靠性，不能預測，相反，利用自動化生產線設備平均可靠度信息，可以準確評價設備目前的可靠性，所以在進行關鍵設備周期性預防維護過程中，應重點根據設備平均可靠性，評估當前設備的可靠性，合理進行周期性預維護計劃的優化。首先，準確進行不同關鍵設備平均可靠性的分析，按照具體的情況進行關鍵設備的可靠性評價評估，根據評估的結果，分析周期性預維護工作的約束情況和問題，及時準確掌握周期性預先維護的問題原因和特點，深入分析周期性預先維護計劃是否存在問題和不足，全面進行維護計劃的完善和優化，確保工作的良好開展。

為進一步提升自動化生產線關鍵設備的預維護效果，在制定周期性預維護計劃方案的過程中，還需根據關鍵設備的電機故障問題、皮帶和鏈條故障問題等發生規律，明確不同域維護工作的時間周期長短，組建專門的周期性預維護組織機構，要求組織機構的工作人員，科學合理地進行生產線和關鍵設備的周期性預維護成本計算，對比分析不同預維護方式的成本耗費數據值，根據對比分析的結果，選擇最佳的預維護措施，這樣不僅能夠提升周期性預維護工作的可靠性和有效性，還能降低成本的支出量，確保預維護工作的良好開展。與此同時，相關部門需要根據關鍵設備的周期性預先維護工作需求和特點，培養專業優秀人才，建設高素質的預維護人才團隊，明確每位人員在工作中需要履行的職責和工作標準要求，定期開展考核評價等工作，按照考核評價結果進行人員的獎懲，以此增強每位人員認真負責工作的責任感，確保周期性預先維護工作的有效實施。

另外，為確保能夠準確進行周期性預維護工作的優化，應構建多目標優化模型，在模型中進行關鍵設備預先維護次數、時間、平均可靠性等各類重要參數的計算，根據實際的數據值開展計算工作，通過構建相應的多目標優化模型，全面了解關鍵設備的預維護成本支出量和設備可靠性的關系。在設備可靠性越高的情況下，預先維護的次數越多，成本也就隨之增加，所以，在編制周期性預先維護計劃期間，應按照設備預維護成本和可靠性的線性關系情況，以優化模型為基礎，尋找周期性預維護成本和設備可靠性的平衡點，保證周期性預維護工作良好開展的基礎上，降低成本的支出量，提高周期性預先維護工作的效果和水平，滿足當前的關鍵設備預維護工作需求。

2.3 構建延時性維護模式

按照自動化生產線中關鍵設備預防性維護的要求進行整體關鍵設備維護，應分析自動化生產線中生產負荷較高、容易發生故障現象、對生產線正常生產造成影響、零部件更換成本較高的關鍵設備情況，采用時間延遲的理論進行關鍵設備劣化程度的研究，按照設備各個子系統的狀態情況，準確分析每個子系統潛在故障的發生率，構建關鍵設備延遲維護最佳時刻優化模型。

（1）時間延遲理論模型。企業在自動化生產線實際運行的過程中，如果沒有科學合理解決關鍵設備的潛在故障問題，將會導致進一步發展劣化成為功能性的故障，兩類故障出現時間延遲，且延遲時間具有不確定性的特點，在時間延遲間隔范圍內，可利用對關鍵設備狀態的動態化分析和監督，準確判斷設備狀態情況，計算設備子系統潛在故障問題的發生率，識別設備潛在故障的嚴重度和劣化速度，按照生產計劃和成本等，明確設備延遲維護的最佳時間。從本質層面而言，時間延遲理論中強調潛在故障與功能故障的間隔時間確定，需采用（P—F）分布函數的形式計算，準確進行關鍵設備故障發展趨勢的預測分析，按照設備可靠性和故障率之間的關系，明確是否可以將設備維護時間延遲到生產線的維護周期內，通過指數分布函數進行設備缺陷，發展間隔時間的表征，能夠取得良好成效，所以，應重點按照時間延遲理論中的間隔分布函數進行設備延遲維護時間的計算：

式中，b 代表的是分布函數尺寸參數。

（2）延遲維護時間的優化。為提升自動化生產線的關鍵設備的延遲維護工作效果和水平，應科學合理進行延遲維護時間的優化，準確進行關鍵設備維護成本中預測性維護和整體生產線停機成本的計算，預測關鍵設備維護時間，按照維護時刻的設備可靠性進行分析，計算最佳時間段的維護成本，按照計算結果明確，最佳的維護時間，這樣在一定程度上能夠提升延遲維護時間的優化性，同時，在實際工作中，需要準確計算設備維護時間的可靠性，按照相應的公式開展計算工作，通過延時維護時刻優化模型，對自動化生產線內關鍵設備的各類維護成本進行分析，根據維護成本的表達式和設備的可靠性等參數，確保延遲維護時間優化模型的合理設定，減少設備維護成本的同時，嚴格掌控設備最佳的維護時間。

（3）明確最終的延遲維護時間。在進行自動化生產線的關鍵設備預防性維護計劃制定的過程中，需準確進行各類關鍵設備狀態的監督分析，在設備沒有發生故障前，計算潛在故障問題發生率，同時，根據時間延遲的理論，準確分析周期性維護計劃內的維護時間間隔可靠性，如果計算的數據值在0.8 以下，就需要進行設備的簡單處理，使這個設備的延遲維護時間能夠計算到下個周期的維護時間中，確保設備維護時刻的優化性。如果關鍵設備的子系統發送故障警告信息，即可快速進行數據的檢測，計算故障發生率，明確設備的可靠性。簡而言之，預測設備潛在故障發生率，是明確最佳延遲維護時間的重要環節，例如，企業自動化生產線中，數控機床屬于非常主要的關鍵設備，主軸和冷卻系統、液壓系統屬于故障發生率很高的系統，為了對數控機床的潛在故障發生率進行準確計算，需要在保證每個子系統不能相互干擾的情況下，利用特征量進行系統狀態的描述，根據設備監測期間的數據，開發故障問題的預測模型，保證故障預測結果的可靠性，最終按照預測結果，合理設定相應的延遲維護時間，從而提升延遲維護工作的效果。

3 結語

綜上所述，自動化生產線中關鍵設備的預維護工作具有重要意義，能夠通過預先維護降低設備的故障發生率，提升設備運行穩定性，保證自動化生產線的正常生產。因此，建議企業重點根據自動化生產線中關鍵設備的情況合理采用預維護策略，制定健全與優化的工作方案和計劃，合理采用周期性維護方式，降低預先維護成本的同時，提升設備的可靠性，同時，還需構建延時性維護的模式，通過時間延遲理論模型優化，延遲維護時間和最終延遲維護的時間，提升關鍵設備的預先維護工作水平。